2024年7月24号,安徽理工大学吴宏伟教授团队在声学拓扑物理领域取得重大突破,在国际知名物理期刊《Applied Physics Letters》上发表了题为《Observation of acoustic meron textures》的研究论文,首次在声学系统中实验观测并实现了具有拓扑保护特性的Meron纹理结构。该研究为在经典波体系中探索和操控拓扑矢量场提供了新范式,在新型声学通信、信息存储及矢量传感等领域具有广阔的应用前景

声速场形成的Meron模的原理结构和模拟结果
研究团队创新性地设计了一种正方晶格声学超表面。通过在其四角布置声源,激发结构中的“人工声表面波”,并利用其干涉效应,成功在声速矢量场中构筑出周期性排列的Néel型Meron与反Meron晶格。实验测量与数值模拟结果高度吻合,清晰展示了声速矢量从晶格中心到边缘的连续旋转,符合Meron的典型特征。
这项研究不仅证明了在声学中实现复杂矢量拓扑操控的可行性,也为我们继续探索声学Hopfion、声学纽结等更丰富的拓扑准粒子家族注入了信心。未来,我们有望利用这些受拓扑保护的声场模式,开发出抗干扰能力更强、容量更高的声学信息处理技术。